2024年4月6日发(作者：)
Mpeg-1与Mpeg-2介绍
1993年8月针对CD-ROM的应用出台了“1.5Mbps比特率活动图像和音频编码”的
MPEG-1标准。1995年,活动图像专家组为发展数字电视和高清晰度电视,制定了“2Mbps～
30Mbps比特率高质量视频和音频编码”的MPEG-2标准。
Mpeg-1概述：
ＭＰＥＧ-1最初用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码,数码率为1.5Ｍbit/s,图像
采用ＳＩＦ格式(352×288或352×240),每秒30帧,两路立体声伴音的质量接近于ＣＤ音质。
另外,ＭＰＥＧ-1标准也提供很多备选模式以供使用者根据实际需要进行配置。mpeg-1的基
本任务是：质量适当的图像（包括伴音）数据必须成为计算机数据的一种，和已经有的数据
（文字、绘图等）在计算机中兼容，并且这些数据必须在现有的计算机网络和广播电视等通
信网络中兼容传输。
Mpeg-1视频：
Mpeg-1压缩技术的应用已经相当成熟,广泛地应用在ＶＣＤ制作、图像监控等领域。
Mpeg-1提供的重要特性包括：基于帧的视频随机存取，通过压缩比特流的快进/快退搜索，
视频的反向重放，及压缩比特流 的编辑能力。
在连续的画面组合中 ,是有很多相似的内容的 ,或有很多重复的信息。例如 :电视新闻
节目 ,往往只是节目主持人的表情和动作的不断变化 ,但其背景大都是静止的。在一组新闻
节目中 ,每帧都有一部分相同的信息。除去冗余的信息 ,也就节约了信息量。Mpeg-1压缩的
方法为 :
(1)先将30帧每秒的视频信号,减少至10帧左右,而去除的部分可以采用内插的方法重建
获得。
(2 )再将保留的10帧画面,每隔5帧即留一帧作为基准,其它4帧画面就可以根据基准预
测下一张画面的内容,并及时提取信息。如此处理,原来每秒30帧画面的信息已经被减少到每
秒只有2帧画面。
(3 )利用人类眼睛对细微信息变化不易捕捉的弱点 ,采用特殊的滤波器去除这些细微信
息从而进一步减少 (压缩 )了信息量
Mpeg-1视频编码过程：
对于一个给定的宏块 ,编码过程大致可归纳为 :1选择编码方式。 2产生宏块的运动补
偿预测值 ,将当前宏块的实际数据减去预测值得到预测误差信号。3将该宏块的预测误差分
成 8× 8的彩色信号分量块 ,作 DCT变换。 4对该宏块边信息和量化系数进行编码。 5
重构 I图像和 P图像
Mpeg-1视频编码主要包括以下一些技术 :
(1 )帧间压缩
Mpeg-1视频中主要定义了三类图像 :Ｉ帧、Ｐ帧、Ｂ帧。Ｉ帧在编码时不对其他图像
进行参照 ,它们提供编码序列的直接存取访问点 ;Ｐ帧图像参考前面的Ｉ帧或Ｐ帧 ,对前向
预测误差进行编码 ;Ｂ帧图像则既可参考前面的 ,又可参考后面的Ｉ帧或Ｐ帧进行编码。在
作这样的时域处理后 ,既可以大大压缩数据量 ,又可以满足随机存取等要求。
(2 )帧内压缩
以 8× 8像素块为单位 ,用离散余弦变换 (ＤＣＴ)进行变换编码 ;然后对非零系数进
行量化 (Ｑ),再对量化系数Ｚ型扫描 ,最后对“ＲＵＮ ,ＬＥＶＥＬ对”进行可变长 (ＶＬＣ)
编码。通过自适应量化中对量化系数的控制可有效实现恒定码率输出要求。
(3 )运动处理
以 1 6× 1 6大小的宏块为单位 ,进行运动估计和运动补偿 ;运动向量信息也将被编码
到Mpeg-1码流中去.
Mpeg-1码流结构：mpeg-1支持SIF与CIF两种图形格式。
如下图，图片组允许随机进入序列 ；切片帮助恢复错误 ,如果一个切片有错 ,将跳过这
个切片
1． 图像序列层：包含一图像序列，有多少帧由设计人员决定，例如,包含2秒内60帧。Mpeg-1
把这层定为最外层。这层需要把图像帧分成组，称帧组GOP。这层基本参数包括：图像
尺寸、像素纵横比、帧频、码率、帧组数及编号法、传输缓存器容量，
2． 帧组层：此层为随机进出单元用于快速进退搜索和正反向编辑。基本参数包括：帧组内
的帧数、各帧的顺序。之后排列各帧。
3． 帧层：表明每帧内的安排，它是基层编码单元。基本参数包括：帧类型（I,P,B）、帧编
号、帧内片层和编号法等。之后排列各片层。如第3行所示。
4． 片层：各片层包含数目不等的宏块，一帧图像内宏块安排次序为从左到右，从上到下，
片层次序也从左到右，从上到下。片层用作再同步单元，当解码一帧图像时，如内部出
错，片层可及时同步。基本参数包括：同步信号、片层编号、片层内宏块数，之后依次
排列各宏块。
5． 宏块层：宏块是基本操作单元，也是运动补偿单元。基本参数包括：宏块编号、运动矢
量、量化表及量化步长，之后安排4个亮度数据和2个色度数据。
6． 子块层：用于离散余旋变换的基本单元。基本参数为编号。之后是码流。这些码流由8*8
量化频率系数块，经过折线扫描和编码所得。
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